【摘 要】对以磁珠为载体的生化样品进行光学检测是重要的生化检测方法之一。在检测过程中，核心环节是通过磁场将磁珠精确地吸引到检测位置。本文基于电流磁效应原理，构想了一种捕获磁珠的电磁铁模型。再通过COMSOL5.1仿真软件进行验证。最后将电磁铁模型和光纤组装成检测装置。装置尺寸在毫米范围，而且该装置消耗试液量在微升级别，节省检测成本。

【关键词】电流磁效应 磁珠 光纤 光学检测

【Abstract】Optical detection of biochemical samples by magnetic beads as carrier is one of the important biochemical detection methods. In the detection process， the most important part is magnetic beads are attracted accurately to detecting position by the magnetic field. This paper conceives an electromagnet models to capture magnetic beads by the magnetic effect of current. Then， feasibility of these electromagnet model is verified effectively by COMSOL5.1. Finally， the electromagnet model and the optical fiber are assembled into a detection device， which is in mm range. And， consuming solution level in microlitre， saving test cost.

【Key words】Current magnetic effect Magnetic beads Optical fiber Optical detection

传统的光学检测装置是以显微镜为核心的庞大的光学器件系统。而现在，生化检测装置借助于磁珠技术，光镊技术[1]，可实现小型化，便携化。这种检测装置的原理是：通过磁场磁化磁珠，将磁珠吸引到固定的检测位置，然后通过一根激励光纤激励磁珠，一根收集光纤收集散射出的光学信号。目前聚集磁珠的方法有两种——永磁体聚集和电磁铁聚集。在文献[2]中，G Mistlberger的研究团队将条形磁铁按照中心辐射状排列，将光纤插入中间空隙中。磁珠虽然能被永磁铁装置聚集，但是难以释放，使得光纤传感器很难再次使用。相比永磁铁，电磁铁通过控制电流的大小和导线缠绕的方式来控制磁场的大小及形状。正是由于电磁铁灵活自由的特点，受到广泛关注。本文设计了一种吸引磁珠并能进行光学检测的装置模型。并在文章里介绍模型的几何尺寸，工作原理，对模型进行COMSOL进行数值仿真，从磁场力加以讨论。

1 磁珠在溶液中的受力分析

溶液中，磁珠共受到四种力的作用——磁场力，斯托克斯粘拽力，重力及浮力[3]。……